머신비전 3D 검사, 정밀도와 신뢰성을 완성하는 기술

높이, 부피, 형태처럼 눈으로는 구분하기 어려운 차이, 어떻게 측정하고 품질을 확보할 수 있을까요?

그 해답은 3D 머신비전 기술에 있습니다.
스마트 제조 산업에서 선택이 아닌 필수로 자리 잡은 3D 비전 솔루션!

보이지 않던 차이를 포착하고, 품질을 더 정밀하게 완성하는 3D 검사 기술,

머신비전 3D 검사에 대해 화인스텍 블로그를 통해 알아보세요! 

 스마트 제조 산업 현장에서 머신비전 검사는 선택이 아닌 필수입니다. 제품의 품질을 결정짓는 부품의 높이, 부피, 형상 등 정밀한 요소들을 측정하고 분석하는 공정에서는 3D 머신비전 검사의 중요성이 점점 더 부각되고 있습니다. 3D 비전 검사는 기존의 2D 검사로는 한계가 있는 미세한 차이와 입체적 정보를 보다 정확하게 판별할 수 있어 정밀도와 신뢰성을 완성하는 핵심 기술로 자리잡고 있습니다. 2D 비전 검사와 3D 비전 검사 머신비전은 일반적으로 2D 비전과 3D 비전으로 나뉘며, 각각의 특징에 따라 적용 분야가 다릅니다. 2D 비전: 평면 이미지 기반으로 패턴, 색상, 콘트라스트 중심의 검사가 가능하며, 주로 OCR, 바코드 판독, 조립 확인 등에 사용 3D 비전: 입체적인 깊이 정보까지 분석 가능하여 위치 결정(Positioning), 측정(Measurement), 검사(Inspection) 등에 적합 * 콘트라스트: 밝은 부분과 어두운 부분의 차이를 기준으로 검사하는 방식  3D 비전 방식은 스캔 기술(프로파일 단위로 데이터를 수집)이나 스냅샷 방식(한 번에 3D 이미지 생성)을 통해 객체의 정밀한 형상과 높이 차이를 감지할 수 있습니다. 기존 2D 방식으로는 한계가 있었던 부피 계산, 평면이 아닌 구조의 결함 감지, 다중 부품의 위치 분석에 강점을 가집니다. 3D 머신비전 검사의 기본 용어 정리  데카르트 좌표계 (Cartesian coordinate) X, Y, Z의 세 축으로 구성된 3D 공간 좌표계입니다. 머신비전에서 물체의 위치와 형상을 수학적으로 표현하는 기반이 됩니다.Depth Map 2D 이미지의 픽셀 밝기를 이용해 물체까지의 거리를 표현한 깊이 정보 이미지입니다. 

밝을수록 가까운 거리, 어두울수록 먼 거리를 의미합니다.Point cloud data(PCD) 스캔된 물체의 표면을 구성하는 수많은 3D 점들의 집합입니다. 물체의 형상, 부피 등을 분석하는 기본 데이터로 활용됩니다. Mesh 포인트 클라우드 데이터를 삼각형이나 사각형 등으로 연결하여 형상을 시각화한 그물망 구조입니다. CAD와 유사한 3D 모델링 표현 방식입니다. Zmap 각 좌표점의 물리적 높이값(Z값)을 포함한 2.5D 형태의 이미지입니다. 복잡한 3D 데이터를 단순화해 빠르게 분석할 수 있게 해줍니다. LLE(Laser Line Extraction) 레이저 스캔에서 반사된 레이저 라인을 추출하여 Depth Map을 생성하는 알고리즘입니다. 주로 고정밀 3D 검사에 사용됩니다. 3D 머신비전 검사 방식의 종류 CMM (접촉식) 프로브 센서로 직접 접촉 고정밀, 신뢰성 레 광 삼각법 이저 반사 기반 측정 빠름, 보편적 공초점(Confocal) 초점에 맞는 빛만 측정 정밀도 우수 모아레 패턴 줄무늬 패턴 이용 고속, 면적 스캔 ToF (Time of Flight) 빛의 왕복 시간 측정 대형 대상 측정, 빠름 3D 머신비전 검사에서의 캘리브레이션(Calibration) 2D 비전 검사에서는 체스보드나 점 배열 패턴으로 캘리브레이션을 진행하지만, 3D 비전 검사에서는 더 정밀한 보정 방식이 필요합니다. 3D 비전 검사에서의 주요 캘리브레이션 타겟Static Target: 고정된 기준체 Linear Target: 직선 배열의 기준점 Zig Zag Target: 지그재그 형태 Multiple Zig Zag Target: 다중 지그재그로 고정밀 보정 가능 소프트웨어로 3D 데이터 확인하기  3D 머신비전 데이터는 특수 포맷을 사용하기 때문에 일반 이미지 뷰어로는 확인이 어렵습니다. 아래와 같은 무료 소프트웨어를 활용하면 쉽게 확인 및 분석할 수 있습니다. ImageJ: 16bit 이미지 분석용,Depth Map 보기 가능 CloudCompare : 포인트 클라우드(.PCD, .PLY 등) 분석에 특화된 오픈소스 툴 3D 머신비전 검사는 기존 2D 방식의 한계를 극복하고, 더욱 정밀하고 입체적인 검사를 가능하게 합니다. ?높이, 부피, 입체 형상 분석이 필요한 제조 공정, 특히 반도체, 전자부품, 정밀 조립, 배터리 검사 등 다양한 스마트 제조 분야에서 3D 비전은 필수적인 솔루션으로 자리잡고 있습니다.화인스텍은 다양한 3D 비전 기술과 센서, 카메라, 광학 부품을 기반으로 고객 맞춤형 머신비전 솔루션을 제공하고 있습니다.  정밀하고 신뢰성 높은 3D 검사를 고민하고 계신다면 화인스텍으로 문의바랍니다!

?